Modelowanie przestrzeni budowli w GIS dla celów wspomagania decyzji w zarządzaniu kryzysowym

ROCZNIKI GEOMATYKI 2008 m TOM VI m ZESZYT 5

MODELOWANIE PRZESTRZENI BUDOWLI W GIS

DLA CELÓW WSPOMAGANIA DECYZJI

W ZARZ¥DZANIU KRYZYSOWYM

1

MODELLING OF THE BUILDING SPACE IN GIS

TO SUPPORT DECISION-MAKING IN CRISIS MANAGEMENT

Konrad Eckes

Wydzia³ Geodezji Górniczej i In¿ynierii Œrodowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

S³owa kluczowe: modelowanie budowli, zarz¹dzanie kryzysowe, analizy w GIS, relacje prze-strzenne

Keywords: building modeling, crisis management, GIS analyses, spatial relations

Wprowadzenie

Relacje przestrzenne odgrywaj¹ podstawow¹ rolê w podejmowaniu decyzji w zarz¹dza-niu miastem i jego infrastruktur¹. W warunkach normalnego funkcjonowania miasta relacje czasowe w podejmowaniu decyzji s¹ adekwatne do stopnia wa¿noœci sprawy. Natomiast w chwili powstania zagro¿enia dla miasta przez klêskê powodzi, po¿aru lub katastrofy ekolo-gicznej relacje czasowe nabieraj¹ szczególnej wagi.

Poza aspektem czasowym szczególn¹ rolê w zarz¹dzaniu kryzysowym w mieœcie odgry-wa dostarczanie dokumentacji przestrzennej o terenie miasta i jego zagospodaroodgry-waniu w postaci pe³nej, zintegrowanej, pogl¹dowej i zrozumia³ej dla wszystkich uczestników zwi¹za-nych z zarz¹dzaniem i akcj¹ ratownicz¹.

W warunkach geograficznych i klimatycznych naszego kraju, gdzie klêski ¿ywio³owe wystêpuj¹ na szczêœcie niezbyt czêsto, trudno jest jednoznacznie zweryfikowaæ dzia³anie systemu obiegu informacji o przestrzeni w warunkach ekstremalnych. Natomiast na podsta-wie oceny dzia³ania tego systemu w warunkach normalnego funkcjonowania mo¿na wypro-wadziæ wnioski o istotnych zastrze¿eniach w stosunku do stopnia integracji dokumentowa-nia terenu miasta i przestrzeni jego zabudowy.

W pracy (Eckes, 2008) zosta³a przestawiona teza o nieci¹g³oœci dokumentowania prze-strzeni miasta. Na mapach wielkoskalowych budynki s¹ reprezentowane wy³¹cznie przez ich obrys na poziomie przyziemia i zawieraj¹ wewn¹trz puste pola. Przestrzeñ budynków jest dokumentowana oddzielnie w postaci rysunków budowlanych lub zapisów w jêzykach gra-1 _{Przedstawiona w niniejszej publikacji tematyka zosta³a opracowana jako zadanie badañ w³asnych w}

ficznych lub formalnych. Taki uk³ad tworzy dezintegracjê technologii opisu i miejsca prze-chowywania dokumentacji.

Istnieje wiele zadañ, w których jest konieczne rozwi¹zywanie relacji pomiêdzy przestrze-ni¹ wewnêtrzn¹ zabudowy, elewacjami zabudowy i terenem otaczaj¹cym. W pracy (Eckes, 2008) wyró¿niono trzy grupy relacji: relacje identyfikacji, relacje geograficzne i klimatyczne oraz relacje uci¹¿liwych oddzia³ywañ na œrodowisko zabudowy. W tej¿e pracy zosta³a zapro-ponowana koncepcja integracji opisu terenu z opisem przestrzeni zabudowy w technologii GIS. W takim ujêciu problemu zapis ca³kowitej przestrzeni miasta jest realizowany w jedno-litej technologii i przechowywany w jednym miejscu. Taki zapis cechuje siê ci¹g³oœci¹ od-wzorowywania przestrzeni. Postawiona teza zosta³a poparta przyk³adami, które zawieraj¹ odpowiedzi na typowe pytania stawiane systemowi.

W pracy (Eckes, 2008) zarysowano krótko czwart¹ grupê zadañ, dotycz¹c¹ zarz¹dza-nia kryzysowego, jednak ze wzglêdu na szeroki zakres i szczególn¹ wagê tematu sta³ siê on przedmiotem niniejszej, oddzielnej publikacji.

Typowe relacje przestrzenne pomiêdzy zabudow¹

i otoczeniem – w zarz¹dzaniu kryzysowym

W zarz¹dzaniu kryzysowym w relacjach pomiêdzy zabudow¹ i terenem czo³ow¹ rolê odgrywa logistyka oraz ustalanie dróg dotarcia z pomoc¹ i dróg ewakuacji. Z logistycznego punktu widzenia mo¿na wyró¿niæ tutaj trzy typowe przypadki:

m Ÿród³o zagro¿enia powsta³o na zewn¹trz zabudowy (na przyk³ad powódŸ), m Ÿród³o zagro¿enia powsta³o wewn¹trz zabudowy (na przyk³ad po¿ar),

m kszta³t zabudowy uleg³ zmianie, uszkodzeniu uleg³a czêœæ zabudowy lub ca³a

zabudo-wa zosta³a zniszczona i podjêto akcjê ratownicz¹ poszukizabudo-wania ludzi i przebijania dróg ewakuacji.

We wszystkich trzech przypadkach wystêpuje problem dotarcia z pomoc¹ do mieszkañ-ców i ich ewentualna ewakuacja. Wskazuje to na bardzo wa¿ne relacje pomiêdzy wnêtrzem budynku a jego otoczeniem. Taka dwustronna komunikacja mo¿e siê odbywaæ w zale¿noœci od sytuacji nastêpuj¹cymi sposobami:

m korzystanie z normalnych ci¹gów komunikacyjnych budynku (korytarze, klatki

scho-dowe, drzwi wejœciowe),

m korzystanie z awaryjnych ci¹gów komunikacyjnych (w³azy i schody zewnêtrzne), m korzystanie z naturalnych otworów w elewacji, którymi s¹ okna,

m przebijanie siê przez œciany budowli w stanie katastrofalnego zniszczenia oraz

przebi-janie siê przez przestrzenie wype³nione gruzowiskiem.

W niniejszej pracy zostan¹ przedstawione przyk³ady analiz w GIS, wspomagaj¹ce decy-zje w zarz¹dzaniu kryzysowym, które praktycznie ilustruj¹ powy¿sz¹ tematykê. Wszystkie zadania praktyczne zosta³y rozwi¹zane za pomoc¹ systemu ArcGIS 9 firmy Environmental Systems Research Institute, Redlans, USA.

Poza typowymi, konkretnymi zadaniami podstawow¹ rolê w zarz¹dzaniu kryzysowym odgry-wa natychmiastowe dostarczenie pe³nej dokumentacji terenu i przestrzeni zabudowy – dla planoodgry-wa- planowa-nia i kierowaplanowa-nia akcj¹ ratownicz¹ oraz bie¿¹cego œledzeplanowa-nia jej przebiegu. W tym przypadku zadanie polega na niezw³ocznym dostarczeniu dokumentacji o terenie i jego zagospodarowaniu.

Dostarczanie dokumentacji i bie¿¹ce œledzenie

przebiegu akcji w czasie rzeczywistym

W pracy (Eckes, 2008) zosta³a przestawiona koncepcja zintegrowanego zapisu prze-strzeni wewnêtrznej budynku i jego otoczenia za pomoc¹ technologii GIS. Rysunek 1 zawie-ra taki zapis. Ten zapis jest oparty na rozró¿nialnoœci elementów funkcyjnych budynku i na przechowywaniu ich na oddzielnych warstwach. Rysunek 1 jest fragmentem ci¹g³ej doku-mentacji przestrzeni, obejmuj¹cej pe³ny zapis danych o terenie i jego zagospodarowaniu w postaci budynku. Za pomoc¹ takiej dokumentacji (której niewielki fragment jest pokazany na rysunku 1) mo¿e byæ planowana akcja ratunkowa lub rejestrowany w czasie rzeczywistym aktualny stan akcji. Rysunek 1 przedstawia przyk³ad bie¿¹cego sprawdzania pomieszczeñ w czasie klêski powodzi, w celu ewakuowania kompletu mieszkañców danej kondygnacji. Uk³ad sytuacyjny izb bloku mieszkalnego pozwala na sprawdzanie kolejnych pomieszczeñ i reje-strowanie tego faktu w sposób bezpoœredni lub zdalny na planie danej kondygnacji. Taka dokumentacja eliminuje przypadkowoœæ i nadaje akcji cechê uporz¹dkowania.

Analiza dróg ewakuacyjnych

w przypadku zagro¿enia powsta³ego we wnêtrzu budynku

Rysunki 2, 3 i 4 przedstawiaj¹ analizê dróg ewakuacyjnych w przypadku zagro¿enia po-wsta³ego we wnêtrzu budynku w jednym segmencie bloku mieszkalnego. Zagro¿enie to wykazuje tendencjê do rozszerzania siê, rozpoczynaj¹c od fazy pocz¹tkowej (rys. 2) – opa-nowuje kolejne pomieszczenia (rys. 3 i 4). Z punktu widzenia zagro¿enia bezpieczeñstwa mieszkañców bardzo istotne jest ustalenie jak w kolejnych fazach propagacji zagro¿enia kszta³tuje siê i zmniejsza przestrzeñ ewakuacji, jak zmniejsza siê ta przestrzeñ i w jakich krytycznych momentach nastêpuje odciêcie dróg ewakuacyjnych. W ka¿dej chwili mamy tutaj do czynienia z dwoma stykaj¹cymi siê obszarami:

m z obszarem zagro¿eñ, które narasta sukcesywnie; jego propagacja jest ukierunkowana

na kolejne pomieszczenia przyleg³e,

m ze zmniejszaj¹c¹ siê przestrzeni¹ ewakuacji, której wêz³em s¹ drzwi wejœciowe i

klat-ka schodowa.

Dla ka¿dego stanu zagro¿enia mo¿na ustaliæ strategiê ewakuacji. Tak¹ procedurê mo¿na na-zwaæ „gr¹ ewakuacyjn¹” i dla tej gry zosta³ opracowany odpowiedni algorytm postêpowania.

Z praktycznego punktu widzenia korzystnie jest za³o¿yæ dyskretn¹ formê propagacji za-gro¿enia i rozpatrywaæ tê propagacjê w etapach. Granicê przejœcia do nastêpnego etapu mo¿e wyznaczaæ fakt opanowania przez zagro¿enie kolejnych przyleg³ych pomieszczeñ. Ka¿demu etapowi zagro¿enia bêdzie odpowiadaæ ustalenie aktualnej przestrzeni ewakuacji. Takie postêpowanie posiada cechê gry strategicznej, w której ka¿demu dzia³aniu odpowiada ustalenie zakresu dopuszczalnych manewrów. Rysunki 2, 3 i 4 pokazuj¹ schematycznie prze-bieg analizy (gry ewakuacyjnej) wykonanej w 3 etapach za pomoc¹ narzêdzi GIS.

Algorytm – strategia wyznaczania przestrzeni ewakuacji

Inicjacja algorytmu

Wska¿ pomieszczenie, w którym powsta³o zagro¿enie i przyjmij je jako bie¿¹cy stan zakresu zagro¿enia.

Procedura 1

Wska¿ drzwi wejœciowe budynku i za pomoc¹ narzêdzia selekcji wed³ug po³o¿enia rozpo-znaj pomieszczenia przyleg³e wewn¹trz budynku.

W edycji po³¹cz rozpoznane obiekty przyleg³e (tak¿e znajduj¹ce siê na ró¿nych war-stwach) w jedn¹ wspóln¹ przestrzeñ ewakuacji.

Powtarzaj powy¿sze dzia³ania niniejszej procedury do osi¹gniêcia stanu, w którym prze-strzeñ ewakuacyjna zetknie siê z bie¿¹cym stanem zakresu zagro¿enia.

Procedura 2

PrzejdŸ do nastêpnego etapu propagacji zagro¿enia. Rozpoznaj otoczenie bie¿¹cego stanu zakresu z zagro¿enia.

W edycji po³¹cz rozpoznane obiekty przyleg³e z dotychczasowym stanem zakresu zagro-¿enia.

Powtarzaj kolejno Procedurê 1 i Procedurê 2 do stanu, w którym zagro¿enie obejmuje taki obszar, ¿e ustalenie przestrzeni ewakuacji nie bêdzie mo¿liwe.

Z przebiegu Algorytmu mo¿na zauwa¿yæ, ¿e Procedura 2 zak³ada ³añcuchowe powiêk-szanie siê obszaru zagro¿enia zawsze o najbli¿sze pomieszczenia przyleg³e, o jeden kolejny krok, natomiast w Procedurze 1 jest wykonywanych tyle kroków, na ile pozwala bie¿¹ca sytuacja. Styk przestrzeni ewakuacji z zakresem zagro¿enia przerywa Procedurê 1.

Procedurê tê mo¿na ulepszyæ, tak aby kontynuowa³a ona sekwencjê i poszukiwa³a w uk³adzie izb alternatywnych kierunków narastania przestrzeni ewakuacji, tak¿e przez okna. W tym celu nale¿y zatrzymaæ powiêkszanie siê przestrzeni ewakuacji na granicy styku z obszarem zagro¿onym (na rysunku 3 – na granicy drzwi wejœciowych do mieszkania z klatki schodowej), a kontynuowaæ narastanie przestrzeni ewakuacyjnej w mieszkaniach niezagro-¿onych (z lewej i u góry na rysunku 3). Tak¹ blokadê mo¿na osi¹gn¹æ za pomoc¹ narzêdzia Erase (Usuñ). Narzêdzie to pozwoli usun¹æ z listy potencjalnych pomieszczeñ przyleg³ych, w procesie budowania przestrzeni ewakuacyjnej – strefê ju¿ zagro¿on¹.

W przypadku niemo¿liwoœci zbudowania przestrzeni ewakuacyjnej w relacji do drzwi wejœciowych budynku i klatki schodowej, takie przestrzenie mo¿na budowaæ w relacji do innych naturalnych otworów w elewacji, którymi s¹ okna (lub drzwi balkonowe).

Analizy dróg ewakuacyjnych w przypadku zagro¿enia

powsta³ego na zewn¹trz budynku

Typowym przyk³adem zagro¿enia powsta³ego na zewn¹trz budynku jest klêska powodzi. Z punktu widzenia zarz¹dzania kryzysowego i dzia³alnoœci ratowniczej ma tutaj miejsce inna strategia postêpowania ni¿ w przypadku poprzednim. Cech¹ charakterystyczn¹ takiej klêski jest zazwyczaj rozleg³oœæ zjawiska i ewakuacja przy pomocy s³u¿b ratowniczych i sprzêtów,

które musz¹ przybyæ do rejonu zagro¿onej zabudowy i dokonaæ sprawnej ewakuacji wszyst-kich mieszkañców.

Przy wysokich stanach wód zazwyczaj odciête s¹ drogi ewakuacji przez drzwi wejœcio-we budynków. Ewakuacjê mieszkañców wykonuje siê przez okna. Logistyka akcji ratowni-czej rodzi pytanie o wybór elewacji budynku, wzd³u¿ których mo¿na dostarczyæ zaopatrze-nie wszystkim mieszkañcom danej kondygnacji lub ewakuowaæ ludzi ze wszystkich miesz-kañ. W odpowiedzi na to pytanie zosta³a wykonana analiza, której wyniki przedstawia rysu-nek 5. Analiza odpowiada na pytanie, czy istnieje jakaœ elewacja budynku, do której przylega przynajmniej jedno okno od ka¿dego mieszkania danej kondygnacji. W wyniku analizy usta-lono, ¿e warunek ten spe³nia elewacja po³udniowa. Analizê przeprowadzono za pomoc¹ na-rzêdzia Wybierz Wed³ug Po³o¿enia, w którym korzystano z relacji przyleg³oœci okien miesz-kañ do elewacji po³udniowej. Dla typowych i powtarzalnych bloków mieszkalnych z wielkiej p³yty, tworz¹cych rozleg³e osiedla miast w latach 70. i 80. XX wieku, opisana analiza jest prosta i dla wielu bloków mo¿e dawaæ podobne wyniki. Natomiast mo¿e byæ szczególnie przydatna w ustalaniu logistyki akcji ratowniczej w przypadku tradycyjnej zabudowy miasta lub wspó³czesnych budynków o nietypowych kszta³tach konturu przyziemia.

Tworzenie dróg ewakuacji w przypadkach

katastrofalnych zniszczeñ budowli

Przyczynami katastrofalnych zniszczeñ budowli mog¹ byæ ruchy tektoniczne, zjawiska klimatyczne, wypadki wojenne lub dzia³alnoœæ terrorystyczna. Te przyczyny s¹ niestety stale obecne w wielu krajach. W naszym œrodowisku wystêpuj¹ (na szczêœcie rzadko) katastrofy budowlane, a tak¿e uszkodzenia lub zniszczenia budynków wywo³ane przez szkody górnicze. Przypadki katastrofalnych zniszczeñ budowli s¹ przypadkami ekstremalnymi i charakte-ryzuj¹ siê przede wszystkim dwoma cechami:

m nastêpuje dramatyczna zmiana kszta³tu czêœci lub ca³oœci wnêtrza budowli, m zostaj¹ zazwyczaj odciête wszelkie drogi ewakuacyjne.

W takiej sytuacji szczególnej wagi nabiera natychmiastowy dostêp do dokumentacji wnê-trza budowli w celu systemowego przeszukania ocala³ych pomieszczeñ i przebijania dróg ewakuacji. Rysunek 6 przedstawia analizê tworzenia korytarza ewakuacyjnego. Zaplanowa-ny wariant korytarza przechodzi przez zewnêtrzn¹ œcianê noœn¹, przez œcianê dzia³ow¹ oraz przez rumowiska zalegaj¹ce w kilku pomieszczeniach. Rysunek korytarza zosta³ utworzony jako bufor osi przebitki. Z bazy danych, sprzê¿onej z warstw¹ bufora, mo¿na uzyskaæ dane geometryczne fragmentów korytarza przecinaj¹cego kolejne przeszkody. Dla przyk³adu mo¿na przytoczyæ dane z rysunku 6, ¿e korytarz o szerokoœci oko³o 0,4 m, na ³¹cznej d³ugoœci 8,3 m przechodzi przez pomieszczenie wype³nione rumowiskiem. Przyjmuj¹c odpowiednie wspó³-czynniki wagowe nak³adu pracy niezbêdnego do przebijania œcian i usuwania rumowisk i przemna¿aj¹c te jednostkowe wspó³czynniki przez realne wymiary przeszkód – mo¿emy okreœliæ liczbowo ³¹czny nak³ad pracy niezbêdny do utworzenia danego korytarza acyjnego. Bêdzie wtedy mo¿liwe porównywanie ró¿nych wariantów tworzenia dróg ewaku-acyjnych.

Budowanie zwi¹zków geometrycznych

na podstawie danych opisowych

W zarz¹dzaniu kryzysowym, dotycz¹cym ochrony mieszkañców i zabezpieczenia budow-li, mo¿e zaistnieæ sytuacja, ¿e dysponujemy zapisem uk³adu wewnêtrznego budynku, jednak ten zapis nie obejmuje szczegó³owego przebiegu instalacji pionów i rozprowadzenia mediów na poziomie ka¿dej kondygnacji. W sytuacji pojawienia siê spêkañ murów zewnêtrznych budynku nale¿y w trybie awaryjnym ustaliæ, gdzie przebiegaj¹ piony instalacyjne i czy spêkania nie spowoduj¹ rozerwania przewodów (zw³aszcza przewodów gazowych). Na podstawie doraŸ-nego wywiadu uzyskano informacjê, ¿e piony znajduj¹ siê w ³azienkach, na œcianach przeciw-leg³ych wzglêdem drzwi. Za pomoc¹ analizy nale¿y ustaliæ, które ³azienki przylegaj¹ do ze-wnêtrznych œcian budynku. Wynik analizy zosta³ przedstawiony na rysunku 7.

Do wykonania analizy niezbêdna by³a rozró¿nialnoœæ funkcjonalna izb budynku, co ozna-cza, ¿e poszczególne izby maj¹ przyporz¹dkowany atrybut (pokoju mieszkalnego, kuchni, ³azienki) lub izby o okreœlonych funkcjach zgrupowane s¹ na oddzielnych warstwach. W przypadku niniejszego przyk³adu mia³o miejsce drugie rozwi¹zanie. Analiza polega³a na wyse-lekcjonowaniu tych ³azienek, które s¹ oddalone od konturu zewnêtrznego budynku o odle-g³oœæ nieco wiêksz¹ ni¿ gruboœæ œciany zewnêtrznej. W opisywanym zadaniu nast¹pi³o po³¹-czenie danych geometrycznych z danymi opisowymi, które zosta³y zamienione na dane geo-metryczne.

Koncepcja mikromapy jako dokumentacji

elementów budowli z wykorzystaniem technologii GIS

W poprzednim rozdziale zosta³ opisany przypadek awaryjnego poszukiwania miejsca prze-biegu pionów instalacyjnych wewn¹trz budynku. Oczywiœcie taki przebieg powinien byæ szczegó³owo oznaczony w dokumentacji budowlanej (o ile taka istnieje). Jednak taka doku-mentacja posiada postaæ analogow¹ zwyk³ego rysunku, a je¿eli nawet jest zapisana w edyto-rze graficznym to nie ma mo¿liwoœci wykonywania w takim zapisie analiz.

Nasuwa siê wiêc koncepcja zapisu sk³adu materia³owego i wyposa¿enia wybranych ele-mentów budowli, jak elewacji lub œcian wewnêtrznych budynku, z wykorzystaniem techno-logii GIS (rys. 8). W ten sposób mo¿na zarejestrowaæ: szczegó³owy sk³ad materia³owy wybranej œciany, naturalne otwory jak drzwi, okna, kana³y instalacyjne oraz kompletn¹ insta-lacjê z uzbrojeniem. Taki zapis proponuje siê nazwaæ „mikromap¹”. Genez¹ koncepcji mikro-mapy jest projekt podany przez autora w pracy (Eckes, 1996). W tej pracy zosta³ zapropono-wany ³añcuchowy model organizacji informacji przestrzennej, który przewidywa³ hierarchiê w organizacji zapisu przestrzeni.

W zarz¹dzaniu kryzysowym mikromapa dostarcza gotowej wiedzy o elementach sk³ado-wych budowli, nie wymaga jej wyszukiwania, pozwala na przechowywanie szczegó³osk³ado-wych danych o budynku – w jednym miejscu i w jednolitej technologii. W przypadku wyst¹pienia koniecznoœci przebijania korytarza ewakuacyjnego – mikromapa mo¿e odegraæ decyduj¹c¹ rolê w wyborze wariantu i mo¿e w znacznym stopniu przyspieszyæ akcjê ratownicz¹.

Koncepcja mikromapy mo¿e mieæ wiele innych, wszechstronnych zastosowañ. Jako war-stwy mikromapy mog¹ byæ zapisane dane materialne podstawowe i uzupe³niaj¹ce (o

charak-terze okresowym), w³asnoœci fizyczne i chemiczne oraz rozk³ad zjawisk fizycznych na ele-wacji lub w œcianie wewnêtrznej. Szeroki zestaw warstw mikromapy mo¿e mieæ postaæ nastêpuj¹c¹:

Dane materialne podstawowe

m otwory w elewacji lub w œcianie: drzwi, okna, kana³y instalacyjne, m wystrój geometryczny elewacji lub œciany,

m dylatacje,

m sk³ad materia³owy, m gruboœæ,

m instalacje i uzbrojenie,

m kotwy zabezpieczaj¹ce przed szkodami górniczymi, m znaki pomiarowe.

Dane materia³owe uzupe³niaj¹ce (nietrwa³e lub o charakterze okresowym)

m uszkodzenia elewacji, wywo³ane czynnikami atmosferycznymi, m uszkodzenia œcian jako skutek eksploatacji górniczej,

m rejony zawilgocenia,

m kolory elewacji, rysunki podkreœlaj¹ce plastykê, m zakres elewacji poroœniêty roœlinami pn¹cymi.

W³asnoœci fizyczne, chemiczne i inne parametry

m stopieñ ognioodpornoœci,

m rozk³ad wspó³czynnika izolacji cieplnej,

m odpornoœæ na czynniki klimatyczne (zawilgocenia, mróz), m odpornoœæ na czynniki chemiczne,

m kategoria zabezpieczenia przed szkodami górniczymi, m wiek,

m ocena stanu technicznego.

Rozk³ad zjawisk fizycznych

m rozk³ad ha³asu ulicznego lub przemys³owego na elewacji, m stan nas³onecznienia w ró¿nych porach roku i dnia,

m stan zacienienia elewacji przez budowle i drzewa w ró¿nych porach roku i dnia.

Z przytoczonego tutaj szerokiego zakresu zastosowañ mikromapy mo¿na wyprowadziæ wniosek, ¿e taki sposób dokumentowania elementów przestrzeni zabudowy jest wyzwaniem do podjêcia badañ nad jego szerokim wykorzystaniem.

Podsumowanie

Zarz¹dzanie kryzysowe w mieœcie musi byæ prowadzone w oparciu o pe³n¹ i pogl¹dow¹ dokumentacjê, w której opis zabudowy jest zintegrowany z opisem terenu. W tym dzia³aniu czas odgrywa dominuj¹c¹ rolê. W warunkach obecnych nie zawsze takie wymagania s¹ spe³nione – wystêpuje dezintegracja opisu terenu i opisu wnêtrza budowli. Dokumentacje budowli s¹ wykonywane w innej technologii ni¿ mapy wielkoskalowe. S¹ tak¿e przechowy-wane w innym miejscu.

W niniejszej pracy zosta³a zaproponowana integracja opisu terenu z opisem przestrzeni zabudowy – zapis w jednolitej technologii GIS, co daje gwarancjê nie tylko szybkiego dostar-czenia dokumentacji, lecz tak¿e stwarza mo¿liwoœæ wykonywania wszechstronnych analiz,

wspomagaj¹cych podejmowanie decyzji w zarz¹dzaniu kryzysowym. W pracy przedstawio-no typowe relacje przestrzenne wystêpuj¹ce w takim zarz¹dzaniu, z uwzglêdnieniem wyma-gañ ró¿nych akcji ratowniczych i ustalaniem dróg ewakuacji.

W praktycznej czêœci pracy pokazano analizy w GIS (rys. 2–7). Na podkreœlenie zas³u-guje analiza dróg ewakuacji w przypadku powstania zagro¿enia wewn¹trz budynku (rys. 2, 3 i 4). Wymieniona analiza ma charakter gry strategicznej. Sposób postêpowania zosta³ poda-ny w postaci algorytmu. Na podkreœlenie zas³uguje tak¿e zastosowanie technologii GIS w tworzeniu dróg ewakuacyjnych w przypadku katastrofalnych zniszczeñ budynku.

W koñcowej czêœci pracy zosta³a przedstawiona koncepcja „mikromapy” – jako doku-mentacji elementów budowli (elewacji lub œcian wewnêtrznych) w technologii GIS. Kon-cepcja mikromapy mo¿e znaleŸæ zastosowanie nie tylko w zarz¹dzaniu kryzysowym – mo¿e mieæ szerokie zastosowanie praktyczne jako alternatywne i wszechstronne narzêdzie doku-mentowania przestrzeni budynków.

Literatura

ArcGIS 9, 2004: Users’ Manuals. Environmental Systems Research Institute, Redlans, USA.

Eckes K., 1996: A chain model of the spatial information organization. Proceedings of the Fifth Seminar on European Land Information Systems ELIS’96, Warsaw, Poland.

Eckes K., 2008: Rozszerzenie funkcji systemu informacji o terenie o dokumentowanie wewnêtrznej prze-strzeni obiektów. Roczniki Geomatyki, t. VI, z. 4, PTIP, Warszawa.

Abstract

Crisis management in the city should be based on visual and complete documentation. In such docu-mentation the description of the buildings and description of the surrounded terrain must be integra-ted.

At present, this condition is not always met. In general, there is disintegration of the terrain description and buildings’ interior description. The documentation of buildings is carried out in other technology than large-scale maps. In addition, the buildings’ documentation is usually stored in another place than the cartographic one.

In this paper, integration of building space description and terrain description is proposed. Further-more, these descriptions should be performed and stored in GIS technology Such. solution ensures not only prompt delivery of documentation, but also enables to perform comprehensive analyses, which are helpful in decision-making in crisis management.

In the paper, typical spatial relations are presented, which occur in such management – with regard to the requirements of the different rescue operations and setting emergency evacuation routes. In the practical part of the paper, several analyses in GIS are shown (Fig. 2–7). Among others an analysis of determination of evacuation space was performed in the case, when the source of the threat was inside the building (Fig. 2, 3, 4). The analysis was performed as a strategic game. Also, worth mention is the analysis, which aides to determine evacuation routes, in the case of total destruction of the building.

In the last part of the paper, the concept of “micro-map” is presented. The micro-map is a specific documentation of a building element (for example elevation or interior wall) – recorded with the use of GIS technology (Fig. 8). The micro-map concept can be applied not only in crisis management, but also can be widely used in practice as an alternative and powerful tool for building space documentation.

dr hab. in¿. Konrad Eckes, prof. AGH keckes@agh.edu.pl

Rys. 1. Przyk³adowy fragment dokumentacji integruj¹cej opis przestrzeni zabudowy i przestrzeni terenu;

taka dokumentacja mo¿e s³u¿yæ do planowania akcji ratowniczej i rejestrowania bie¿¹cego stanu przebiegu akcji;

rysunek przedstawia przyk³adowy stan bie¿¹cy sprawdzania pomieszczeñ w celu ewakuacji wszystkich mieszkañców danej kondygnacji w czasie klêski powodzi

IzbySprawdzone IzbyDoSprawdzenia

Rys. 2. Analiza dróg ewakuacyjnych – Etap I; zagro¿enie w fazie pocz¹tkowej nie ogranicza dróg ewakuacyjnych ze wszystkich pozosta³ych izb kondygnacji

Rys. 3. Analiza dróg ewakuacyjnych – Etap II; nast¹pi³a propagacja zagro¿enia i zosta³a odciêta naturalna droga ewakuacyjna przez klatkê schodow¹, dla kompletu izb mieszkania; droga ewakuacyjna dla dwóch pozosta³ych mieszkañ nie zosta³a odciêta

Rys. 4. Analiza dróg ewakuacyjnych – Etap III; nast¹pi³a dalsza propagacja zagro¿enia, w tym tak¿e do klatki schodowej; zagro¿enie objê³o ca³y obszar mieszkania po prawej,

a dla dwóch pozosta³ych mieszkañ zosta³a odciêta naturalna

droga ewakuacji PropZagroz10 PrzestrzEwak10 PropZagroz12 PropZagroz11 PrzestrzEwak11

ElewacjaPd ElewacjaPn

MieszDoStrPd MieDoStrPdPn

Rys. 5. Wynik analizy, która odpowiada na pytanie dotycz¹ce akcji ratowniczej w czasie klêski powodzi; w wyniku analizy ustalono, ¿e do elewacji po³udniowej budynku przylega jedno okno (lub wiêcej)

wszystkich mieszkañ danej kondygnacji;

taka sytuacja stwarza u³atwienie logistyczne dla akcji ratowniczej

Rys. 6. Analiza dotycz¹ca tworzenia wariantowej drogi ewakuacyjnej w przypadku katastrofalnego zniszczenia budowli; studia nak³adu prac niezbêdnych do przebicia korytarza przez œcianê noœn¹,

œcianê dzia³ow¹ oraz rumowiska zalegaj¹ce w izbach

Rys. 7. Wynik analizy, której celem by³o ustalenie, które ³azienki, zawieraj¹ce piony instalacyjne, przylegaj¹ do œciany zewnêtrznej budynku (œciany zewnêtrzne uleg³y spêkaniu na skutek szkód górniczych);

dane opisowe o lokalizacji pionów instalacyjnych zosta³y powi¹zane z uk³adem sytuacyjnym wnêtrza budowli

Rys. 8. Przyk³ad realizacji koncepcji „mikromapy” – szczegó³owego zapisu sk³adu materia³owego i wyposa¿enia elewacji lub wybranych œcian wewnêtrznych budynku z wykorzystaniem technologii GIS;

taki zapis umo¿liwi wykonywanie analiz wspomagaj¹cych decyzje w zarz¹dzaniu kryzysowym oraz mo¿e posiadaæ ponadto wiele innych zastosowañ praktycznych

LazienWewnBud LazPrzyMurZewn PionGazowy InstalKanal SzybDzwZelb PionPrefabr ScianaCeram KonstrZelbet TablRozdziel InstElektr InstCO InstWodna